CN205595790U - 基于单路电源供电的多路4-20mA直流电流输出电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于单路电源供电的多路4‑20mA直流电流输出电路，包括单路电源、多路4‑20mA直流电流输出回路，各路4‑20mA直流电流输出回路均串联有负载，且并联在单路电源的正极、负极端子之间；各4‑20mA直流电流输出回路的输入端分别与单片机的IO端口相连接，各4‑20mA直流电流输出回路的电源输入端与单路电源的正极端子共同连接，各4‑20mA直流电流输出回路的输出端与单路电源的负极端子共同连接；本实用新型增加4‑20mA直流电流输出电路的数量不需重新设计供电电源，也不需使用电源隔离模块，有效减少了现场电缆使用量，成本低廉，电路简单，具有良好的应用前景。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种基于单路电源供电的多路4-20mA直流电流输出电路，属于电子电路技术领域。
背景技术
电子自动化装置的4-20mA直流电流输出功能，一般由工作在电压负反馈放大模式的运算放大器和功率放大器实现，但是需有一路工作电源才能工作，若电子自动化装置需要多路4-20mA直流电流的输出电路，则需要每个回路的工作电源都需要互相隔离，各回路的输出端不可有公共端，否则输出的直流电流在各回路之间有分流现象，造成输出不正确的后果。
目前，对设计已成型的电子自动化装置，增加电源的输出通道数是不现实的，也可以用电源隔离模块将单路电源转换成需要的电源，但是，需要几路就增加几路电源隔离模块，成本高，电路体积大，而且，电源隔离模块的输出噪声较大，也严重影响直流电流的输出精度，还有4-20mA的输出回路的端子不可有公共端，因此，增加输出回路数现场的电缆用量也成倍增加，也会增加成本。
实用新型内容
本实用新型目的是为了克服现有的多路4-20mA直流电流的输出电路，需要几路就增加几路电源隔离模块，成本高，电路体积大，而且，电缆用量也成倍增加，也会增加成本的问题。本实用新型的基于单路电源供电的多路4-20mA直流电流输出电路，增加4-20mA直流电流输出电路的数量不需重新设计供电电源，也不需使用电源隔离模块，各输出电路可以使用一个公共端，有效减少了现场电缆使用量，成本低廉，电路简单，具有良好的应用前景。
为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：
一种基于单路电源供电的多路4-20mA直流电流输出电路，其特征在于：包括单路电源、多路4-20mA直流电流输出回路，各路4-20mA直流电流输出回路均串联有负载，且并联在单路电源的正极、负极端子之间；
各4-20mA直流电流输出回路的输入端分别与单片机的IO端口相连接，各4-20mA直流电流输出回路的电源输入端与单路电源的正极端子共同连接，各4-20mA直流电流输出回路的输出端与单路电源的负极端子共同连接；
各路4-20mA直流电流输出回路均包括带单线通讯接口的DAC转换器、隔离电路和功率放大器，所述带单线通讯接口的DAC转换器的输入端作为4-20mA直流电流输出回路的输入端，通过隔离电路与对应的单片机的IO端口相连接，所述带单线通讯接口的DAC转换器的输出端作为4-20mA直流电流输出回路的输出端，与单路电源的负极端子相连接，所述带单线通讯接口的DAC转换器的基极驱动端与功率放大器的基极相连接，所述功率放大器的发射极与带单线通讯接口的DAC转换器的负电源端相连接，所述功率放大器的集电极作为4-20mA直流电流输出回路的电源输入端与单路电源的正极端子相连接。
前述的基于单路电源供电的多路4-20mA直流电流输出电路，其特征在于：所述单路电源的电压为15-50V之间。
前述的基于单路电源供电的多路4-20mA直流电流输出电路，其特征在于：所述单路电源的电压为24V。
前述的基于单路电源供电的多路4-20mA直流电流输出电路，其特征在于：所述带单线通讯接口的DAC转换器的型号为DAC161P997芯片。
前述的基于单路电源供电的多路4-20mA直流电流输出电路，其特征在于：所述功率放大器为NPN三极管。
前述的基于单路电源供电的多路4-20mA直流电流输出电路，其特征在于：所述隔离电路为光耦隔离电路或者隔离变压器。
本实用新型的有益效果是：本实用新型的基于单路电源供电的多路4-20mA直流电流输出电路，增加4-20mA直流电流输出电路的数量不需重新设计供电电源，也不需使用电源隔离模块，各输出电路可以使用一个公共端，有效减少了现场电缆使用量，成本低廉，电路简单，具有良好的应用前景。
附图说明
图1是本实用新型的基于单路电源供电的多路4-20mA直流电流输出电路的电路图。
具体实施方式
下面将结合说明书附图，对本实用新型做进一步说明。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。
如图1所示，本实用新型的基于单路电源供电的多路4-20mA直流电流输出电路，其特征在于：包括单路电源、多路4-20mA直流电流输出回路，各路4-20mA直流电流输出回路均串联有负载，且并联在单路电源的正极、负极端子之间；
各4-20mA直流电流输出回路的输入端分别与单片机的IO端口相连接，各4-20mA直流电流输出回路的电源输入端与单路电源的正极端子共同连接，各4-20mA直流电流输出回路的输出端与单路电源的负极端子共同连接；
各路4-20mA直流电流输出回路均包括带单线通讯接口的DAC转换器、隔离电路和功率放大器，所述带单线通讯接口的DAC转换器的输入端作为4-20mA直流电流输出回路的输入端（in引脚），通过隔离电路与对应的单片机的IO端口相连接，所述带单线通讯接口的DAC转换器的输出端作为4-20mA直流电流输出回路的输出端（OUT引脚），与单路电源的负极端子相连接，所述带单线通讯接口的DAC转换器的基极驱动端（Base引脚）与功率放大器的基极相连接，所述功率放大器的发射极与带单线通讯接口的DAC转换器的负电源端（Com引脚）相连接，所述功率放大器的集电极作为4-20mA直流电流输出回路的电源输入端与单路电源的正极端子相连接。
所述单路电源的电压为15-50V之间，优选24V。
所述带单线通讯接口的DAC转换器的型号为DAC161P997芯片，成本低廉，功耗 ，稳定性高。
所述功率放大器为NPN三极管。
所述隔离电路为光耦隔离电路或者隔离变压器。
本实用新型的基于单路电源供电的多路4-20mA直流电流输出电路，工作原理如下：单片机的一路IO端口分别与一路4-20mA直流电流输出回路相连接，需要4-20mA直流电流输出回路的数量可选择对应数量的单片机的IO端口，IO端口通过隔离电路与DAC161P997相连，DAC161P997将单片机通过IO端口发来的数据转换成电压后再驱动功率放大器输出直流电流，直流电流由24V正极端子流出，流过DAC161P997回路，并流过负载电阻，再流回24V负极端子，由于直流电流的幅值由单片机的IO端口发来的数据决定，方向都是由DAC161P997流出经负载电阻流回到24V负极端子，因此，各路4-20mA直流电流输出回路共用一路24V的单路电路，供电时不会有电流分流现象，保证了直流电流输出的正确性，使用本实用新型的电路可以有效简化装置的设计，减少现场电缆的使用量，成本低廉，电路简单。
综上所述，本实用新型的基于单路电源供电的多路4-20mA直流电流输出电路，增加4-20mA直流电流输出电路的数量不需重新设计供电电源，也不需使用电源隔离模块，各输出电路可以使用一个公共端，有效减少了现场电缆使用量，成本低廉，电路简单，具有良好的应用前景。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (6)
1.基于单路电源供电的多路4-20mA直流电流输出电路，其特征在于：包括单路电源、多路4-20mA直流电流输出回路，各路4-20mA直流电流输出回路均串联有负载，且并联在单路电源的正极、负极端子之间；
各4-20mA直流电流输出回路的输入端分别与单片机的IO端口相连接，各4-20mA直流电流输出回路的电源输入端与单路电源的正极端子共同连接，各4-20mA直流电流输出回路的输出端与单路电源的负极端子共同连接；
各路4-20mA直流电流输出回路均包括带单线通讯接口的DAC转换器、隔离电路和功率放大器，所述带单线通讯接口的DAC转换器的输入端作为4-20mA直流电流输出回路的输入端，通过隔离电路与对应的单片机的IO端口相连接，所述带单线通讯接口的DAC转换器的输出端作为4-20mA直流电流输出回路的输出端，与单路电源的负极端子相连接，所述带单线通讯接口的DAC转换器的基极驱动端与功率放大器的基极相连接，所述功率放大器的发射极与带单线通讯接口的DAC转换器的负电源端相连接，所述功率放大器的集电极作为4-20mA直流电流输出回路的电源输入端与单路电源的正极端子相连接。
2.根据权利要求1所述的基于单路电源供电的多路4-20mA直流电流输出电路，其特征在于：所述单路电源的电压为15-50V之间。
3.根据权利要求1所述的基于单路电源供电的多路4-20mA直流电流输出电路，其特征在于：所述单路电源的电压为24V。
4.根据权利要求1所述的基于单路电源供电的多路4-20mA直流电流输出电路，其特征在于：所述带单线通讯接口的DAC转换器的型号为DAC161P997芯片。
5.根据权利要求1所述的基于单路电源供电的多路4-20mA直流电流输出电路，其特征在于：所述功率放大器为NPN三极管。
6.根据权利要求1所述的基于单路电源供电的多路4-20mA直流电流输出电路，其特征在于：所述隔离电路为光耦隔离电路或者隔离变压器。
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2016
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